质量为m、带+q电量的小球以水平初速度v0进入竖直向上的匀强电场中,如图甲所示.今测得小球进入电场后在竖直方向上上升的高度y与水平方向的位移x之间的关系如图乙所示.根据图

◎ 题目

质量为m、带+q电量的小球以水平初速度v0进入竖直向上的匀强电场中,如图甲所示.今测得小球进入电场后在竖直方向上上升的高度y与水平方向的位移x之间的关系如图乙所示.根据图乙给出的信息,求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)小球从进入匀强电场到上升到h高度的过程中,电场力所做的功;
(3)小球在h高度处的动能.
魔方格

◎ 答案

(1)竖直方向:qE-mg=ma     h=
1
2
at2

水平方向:l=v0t
解得:E=
mg
q
+
2hmv02
ql2

故匀强电场的场强大小E=
mg
q
+
2hmv02
ql2

(2)W=qEh,代入E得:W=mgh+
2h2mv02
l2

故电场力所做的功为mgh+
2h2mv02
l2

(3)由动能定理得:qEh-mgh=Ek-
1
2
mv02
解得:Ek=
1
2
mv02
+
2h2mv02
l2

故小球在h高度处的动能为
1
2
mv02
+
2h2mv02
l2

◎ 解析

“略”
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